Первое знакомство с NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition)

Введение

Компания NVIDIA в качестве производителя наборов логики уже завоевала очень серьёзную долю на рынке систем для процессоров AMD. Фактически, в настоящее время NVIDIA принадлежит уже около 50% этого рынка. Однако компания не хочет останавливаться на достигнутом и планирует расширить свою экспансию и на системы для процессоров Intel. Подписав в ноябре прошлого года соглашение о кросс-лицензировании с Intel, NVIDIA получила зелёный свет на создание наборов логики для процессоров Pentium 4.
Очевидно, что Intel за счёт открытия доступа NVIDIA на рынок чипсетов для своих платформ рассчитывает удовлетворить нужды геймеров-энтузиастов. NVIDIA на данный момент является единственным производителем наборов логики, поддерживающим возможность использования двух видеокарт в режиме SLI. Поэтому, появление чипсета от NVIDIA для интеловских платформ автоматически означает, что SLI системы теперь можно будет формировать не только на базе процессоров семейства Athlon 64, но и основываясь на платформах с процессором Pentium 4.
Сегодня мы имеем возможность познакомиться с первым опытом NVIDIA в новой для себя области. Пилотный чипсет компании NVIDIA для Pentium 4 платформ носит достаточно длинное и неуклюжее название nForce4 SLI (Intel Edition). Однако, такое наименование, в отличие от ожидаемого имени nForce5, лучше отражает основную суть. Чипсет NVIDIA для процессоров семейства Pentium 4 представляет собой аналог nForce4 SLI для CPU серии AMD Athlon 64. Фактически, отличия nForce4 SLI (Intel Edition) от привычного nForce4 SLI состоят лишь в поддержке иного процессорного интерфейса и наличии контроллера памяти.


В этой статье мы познакомимся с основными свойствами чипсета NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) и попробуем оценить, какие перспективы имеет NVIDIA с точки зрения завоевания рынка наборов логики для Pentium 4 систем. Ведь вполне логично ожидать, что вслед за дорогим SLI-чипсетом, стоимость материнских плат на базе которого будет превышать $150, могут появиться и более дешёвые его аналоги. И если сейчас NVIDIA имеет возможность склонить на свою сторону лишь обеспеченных энтузиастов, то было бы весьма логичным, если впоследствии компания выпустит и не-SLI варианты nForce4 SLI (Intel Edition). Кроме того, подобно nForce4 для Athlon 64 систем, мы можем ожидать также и появление профессиональных и мобильных решений, подобных nForce4 SLI (Intel Edition). Таким образом, не исключено, что рассматриваемый в этом обзоре чипсет даёт начало целой плеяде продуктов, хотя пока об этом никто в открытую и не говорит.

Архитектура NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition)

Набор логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) построен по традиционной двухчиповой схеме. Несмотря на то, что его предшественник, nForce4 для Athlon 64 систем, имел одночиповую архитектуру, добавлять контроллер памяти в ту же микросхему NVIDIA не захотела. Таким образом, северный мост nForce4 SLI (Intel Edition), названный System Platform Processor (SPP), объединяет контроллер памяти, процессорный интерфейс и контроллер шины PCI Express. Южный мост, он же Media and Communication Processor (MCP) обеспечивает поддержку чипсетом Serial ATA, сетевых возможностей, шин PCI, интегрированного звука и шины USB.


Соединение северного и южного моста между собой обеспечивается при помощи нехарактерной для Pentium 4 систем шины HyperTransport с частотой 800 МГц и пропускной способностью 1.6 Гбайт/с в каждую сторону. Впрочем, NVIDIA использовала эту шину для соединения мостов ещё со времён первых чипсетов семейства nForce, так что в её наличии и в nForce4 SLI (Intel Edition) нет ничего удивительного.


Хочется отметить одну очень любопытную деталь. Южный мост чипсета nForce4 SLI (Intel Edition) чрезвычайно сильно напоминает по своей структуре одночиповый набор логики nForce4 для Athlon 64 систем. Действительно, различие между этими двумя микросхемами заключается только лишь в отсутствии в MCP контроллера шины PCI Express, который в nForce4 SLI (Intel Edition) для лучшего взаимодействия карт расширения с процессором и памятью вынесен в северный мост. Таким образом, NVIDIA вполне может себе позволить использовать для выпуска южных мостов своего Pentium 4 чипсета отбраковку от производства обычных nForce4 Ultra для Athlon 64.


Впрочем, на данный момент в качестве MCP используются самостоятельные чипы, состоящие из 21 млн. транзисторов и производимые по 0.15 мкм технологии. Северные же мосты, SPP, производится по 0.13 мкм технологии и состоят из 61 млн. транзисторов.
Несколько слов необходимо сказать о свойствах северного моста чипсета nForce4 SLI (Intel Edition), так как именно в нём кроются все специфические особенности нового чипсета. Благодаря SPP, новый набор логики от NVIDIA поддерживает любые LGA775 процессоры с частотой шины 533, 800 или 1066 МГц. В качестве используемой памяти NVIDIA выбрала DDR2 SDRAM, однако в nForce4 SLI (Intel Edition) может использоваться не только типичная DDR2-400 и DDR2-533 SDRAM, но и более скоростная с точки зрения пропускной способности память DDR2-667 SDRAM.


Что же касается поддержки шины PCI Express, то тут возможности nForce4 SLI (Intel Edition) полностью аналогичны возможностям nForce4 SLI для Athlon 64. То есть, чипсет располагает произвольно комбинируемыми 20 линиями PCI Express, реализованными (для оптимальной работы с двумя видеокартами) исключительно в северном мосту чипсета. Таким образом, режим SLI в nForce4 SLI (Intel Edition) будет получаться аналогично Athlon 64 системам: путём использования двух шин PCI Express x8. Пара же полноценных PCI Express x16, сосуществующих одновременно, остаётся прерогативой профессиональных наборов логики от NVIDIA.

Конкурирующие решения от Intel

Назвав этот раздел "конкурирующие решения от Intel", мы немного слукавили. Конкурентов NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition), в полном смысле этого слова, у Intel в наличии нет. Пока ни один из чипсетов микропроцессорного гиганта, включая и перспективные, не обладает поддержкой полноценного режима SLI. Однако это не мешает Intel предлагать собственные наборы логики для высокопроизводительных систем, то есть как раз для того же сектора рынка, на который нацеливается nForce4 SLI (Intel Edition).
В частности, в настоящее время конкурентом (с точки зрения позиционирования) новинки от NVIDIA будет выступать набор логики Intel 925XE Express, который имеет поддержку LGA775 процессоров с шиной 800/1066 МГц и DDR2-533 памяти.
Впрочем, считать уже достаточно старый i925XE прямой альтернативой нового nForce4 SLI (Intel Edition) неверно в корне. Дело в том, что примерно в одно время с появлением на рынке серийных материнских плат на базе чипсета NVIDIA для Pentium 4, Intel представит свой новый набор логики для высокопроизводительных систем, Intel 955X Express.


Возможности данного чипсета богаче, чем у i925X, и именно он будет являться основным конкурентом nForce4 SLI (Intel Edition). Наряду с поддержкой процессоров с частотой шины 800/1066 МГц, i955X сможет работать как с DDR2-533, так и с более быстрой DDR2-667 SDRAM, а, кроме того, он будет обладать специальными технологиями для увеличения скорости работы с памятью.


Ещё одной особенностью будущего набора логики от Intel является и увеличение в нём числа линий PCI Express. Северный мост i955X будет поддерживать один PCI Express x16 интерфейс, в то время как южный мост будет позволять подключение ещё шести линий PCI Express. Таким образом, материнские платы на базе i955X могут быть оборудованы дополнительной шиной PCI Express x4, которая, в теории, может найти применение и в SLI-конфигурациях. Впрочем, окончательное решение относительно возможности использования SLI в платах на базе i955X будет принимать NVIDIA, которая должна будет либо разрешить, либо запретить такие конфигурации в драйверах.
Чтобы представить себе, в чём NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) будет превосходить i955X, а в чём – уступать ему, мы составили таблицу, в которой перечислили все основные характеристики Pentium 4 чипсетов верхнего ценового диапазона:

Как показывает таблица, если i925XE смотрится хуже nForce4 SLI (Intel Edition) по многим параметрам, то перспективный i955X может соперничать с чипсетом от NVIDIA более-менее на равных. И хотя i955X уступает nForce4 SLI (Intel Edition) в части объёмов поддерживаемой памяти, сетевых возможностях и количестве USB и Parallel ATA портов, набор логики от Intel выигрывает в части количества линий PCI Express и качества поддерживаемого звука.
Именно поэтому в данном материале мы будем сравнивать NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) не только с устаревающим i925XE, но и с приходящим ему на смену i955X. Именно так мы сможем получить наиболее полное представление о плюсах и минусах новинки от NVIDIA по сравнению с конкурирующими продуктами.

Описание тестовых систем

Прежде чем переходить к подробному описанию каких-либо подсистем чипсета nForce4 SLI (Intel Edition), давайте ознакомимся с теми конфигурациями платформ, в которых мы выполняли практические испытания этой новинки.
Для тестов своего нового чипсета компания NVIDIA предоставила нам следующую эталонную материнскую плату, на базе которой нами была собрана тестовая система:

Данная система сравнивалась с аналогичными платформами, в основе которых использовались материнские платы на чипсетах i925XE и i955X. Первый чипсет был представлен одной из быстрейших плат на его основе, ASUS P5AD2-E Deluxe, набор логики i955X – образцом материнской платы Intel Desktop Board D955XBK. В итоге, в тестовых системах эксплуатировались следующие комплектующие:

Процессоры:

Intel Pentium 4 660 (LGA775, 2048KB L2, 3.6 GHz, FSB 800 MHz);
Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz (LGA775, 2048KB L2, FSB 1066MHz).

Материнские платы:

ASUS P5AD2-E Deluxe (LGA775, i925XE Express);
Intel Desktop Board D955XBK (LGA775, i955X Express);
NVIDIA C19 CRB Demo Board (LGA775, nForce4 SLI (Intel Edition)).

Память: 2 x 512 Мбайт Corsair CM2X512A-5400UL (DDR2-667: 3-3-3-7, DDR2-533: 3-3-3-7).
Графическая карта: PowerColor RADEON X800 XT (PCI-E x16).
Дисковая подсистема: Maxtor MaXLine III 250GB (SATA150).

Тестирование выполнялось в операционной системе Windows XP SP2.

NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) в деталях

Контроллер памяти

Безусловно, одна из самых интересных составных частей чипсета NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) – это встроенный контроллер памяти. Любопытен он потому, что в наборах логики от NVIDIA для Athlon 64 систем контроллер памяти отсутствует, поскольку в таких системах используется интегрированный в CPU контроллер памяти. Поэтому, говорить о том, насколько хорош новый контроллер памяти, реализованный в nForce4 SLI (Intel Edition), заранее невозможно. Однако, как мы помним по более старым наборам логики семейства nForce/nForce2, эффективная работа с памятью была одной из самых сильных сторон этих чипсетов для процессоров Athlon XP. Очевидно, что контроллер памяти в новом наборе логики должен быть по меньшей мере не хуже.
В первую очередь необходимо заметить, что новый контроллер памяти чипсета nForce4 SLI (Intel Edition) разработан NVIDIA с прицелом на поддержку исключительно двухканальной DDR2 SDRAM памяти. Обычная DDR SDRAM в SPP нового чипсета не поддерживается. При этом NVIDIA реализовала в своём наборе логики не только возможность использования памяти типа DDR2-533, но и поддержку более скоростной DDR2-667, которая уже начала появляться на прилавках магазинов. Таким образом, максимальная пропускная способность шины памяти при её использовании в 128-битном двухканальном режиме у nForce4 SLI (Intel Edition) может достигать 10.6 Гбайт/с, что превосходит предельную пропускную способность процессорной шины, даже в случае её тактования на частоте 1066 МГц.
Превышение пропускной способности шины памяти над пропускной способностью шины процессора при этом может эффективно использоваться как при работе с памятью периферийных устройств, так и для функционирования аппаратных алгоритмов предвыборки данных. То есть, "излишек" пропускной способности памяти в nForce4 SLI (Intel Edition) по меньшей мере, не бесполезен. И, кстати, именно поэтому синхронный режим работы FSB и шины памяти для nForce4 SLI (Intel Edition) не является приоритетным.
Как и все другие двухканальные контроллеры памяти, контроллер памяти чипсета nForce4 SLI (Intel Edition) работает в двухканальном 128-битном режиме с максимальной отдачей в случае, если в обоих каналах используются одинаковые парные модули DDR2 DIMM. Однако при установке в систему разносортных модулей контроллер памяти набора системной логики от NVIDIA свойства двухканальности не утрачивает, хотя скорость его работы при этом может снижаться.


Важной особенностью контроллера памяти nForce4 SLI (Intel Edition) является тот факт, что он обладает выделенной шиной адресов и команд для каждого из модулей DIMM. Это влечёт за собой снижение нагрузки на каждую из таких шин вдвое, что в конечном итоге позволяет сократить время отклика модулей памяти на команды контроллера. Контроллер памяти, разработанный NVIDIA, поддерживает 1T Memory Timing, благодаря чему модули памяти получают команды и адреса в течение того же такта, во время которого они были переданы от контроллера. Чипсеты, не использующие выделенную шину адресов и команд для каждого из модулей, часто вынуждены работать при 2T Memory Timing, необходимом при высокой загрузке этой шины. В таком режиме адреса и команды понимаются модулями памяти лишь на следующий такт после их подачи.


Помимо использования 1T Timing, применение выделенных шин адресов и команд для каждого из модулей памяти позволило NVIDIA отказаться от использования при передаче данных пакетов, состоящих из восьми 64-битовых слов. В nForce4 SLI (Intel Edition) использованы более короткие пакеты с длиной четыре 64-битовых слова. В результате, в промежутках между командами чтения контроллер памяти чипсета от NVIDIA может передать вдвое большее число управляющих команд.


В дополнение к описанным оптимизациям контроллера памяти, в nForce4 SLI (Intel Edition) нашёл применение и главный козырь старых чипсетов NVIDIA – блок DASP (Dynamic Adaptive Speculative Preprocessor). Роль DASP состоит в предварительной выборке из памяти тех данных, которые могут быть запрошены процессором в ближайшее время. Это позволяет уменьшить простои CPU, вызванные отсутствием данных для обработки. Вообще говоря, современные CPU обладают собственными механизмами предвыборки данных в кеш-память. Однако такие алгоритмы не являются 100%-эффективными. Именно в таких случаях и помогает блок DASP, который заблаговременно открывает для чтения процессором нужные страницы памяти.
Блок DASP набора логики nForce4 SLI (Intel Edition) получил номер версии 3.0. Усовершенствования, которые были выполнены в этом блоке со времён nForce2, весьма значительны. В первую очередь следует отметить улучшения алгоритмов предсказания, которые были сделаны благодаря дополнительному статистическому анализу обращений к памяти современными приложениями. Также инженеры NVIDIA учли и тот факт, что процессоры Intel поддерживают технологию Hyper-Threading, а, кроме того, могут быть и двухъядерными. Соответственно, новый блок DASP 3.0 умеет распознавать обращения к памяти каждого из ядер (физического либо виртуального) с тем, чтобы алгоритмы предвыборки работали безошибочно.
Как видим, с теоретической точки зрения контроллер памяти чипсета NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) выглядит весьма привлекательно. Однако окончательный вывод о его качествах можно сделать только по результатам практических испытаний. Именно поэтому, мы провели ряд тестов подсистемы памяти, которые должны нам позволить сделать вывод об эффективности контроллера памяти нового набора логики от NVIDIA.


Тестирование в SiSoft Sandra 2005 даёт весьма неоднозначные результаты. При использовании процессора Pentium 4 660 с частотой шины 800 МГц чипсет NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) показывает лучший результат при работе с DDR2-667 SDRAM и немного отстаёт от i955X при использовании DDR2-533 памяти. Однако когда мы провели этот же тест с процессором с Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz с частотой шины 1066 МГц, расстановка сил несколько изменилась. В то время как при работе с DDR2-667 SDRAM чипсету от NVIDIA нет равных, использование DDR2-533 памяти приводит к тому, что nForce4 SLI (Intel Edition) демонстрирует наихудший результат.

Некоторые пояснения можно почерпнуть из результатов теста ScienceMark 2.0. Как видим, с точки зрения пропускной способности магистрали процессор-память nForce4 SLI (Intel Edition) действительно очень хорош. Однако при тестировании латентности выясняется, что чипсет от NVIDIA не может соперничать по этому показателю с наборами логики Intel, особенно при частоте FSB 1066 МГц. При этом мы не можем не отметить чрезвычайно низкую латентность подсистемы памяти, продемонстрированную nForce4 SLI (Intel Edition) при частоте шины 800 МГц и при использовании DDR2-667 SDRAM.
Из полученных результатов можно сделать весьма неожиданные выводы. Контроллер памяти, встроенный в SPP набора логики nForce4 SLI (Intel Edition), действительно очень хорош, это подтверждают и результаты бенчмарков. Однако бросается в глаза то, что при соответствии пропускных способностей процессорной шины и шины памяти чипсет от NVIDIA начинает несколько проигрывать конкурирующим продуктам от Intel. Такая ситуация, в частности, наблюдается при использовании 1066-мегагерцовой шины и DDR2-533 памяти. Похоже, что процессор, в данном случае "забивает" всю пропускную способность шины памяти, блокируя работу интеллектуальных алгоритмов (в частности, DASP 3.0) набора логики.
Напоследок, мы решили воспользоваться тестом STREAM, на котором, по логике вещей, DASP 3.0 из nForce4 SLI (Intel Edition) должен проявить себя с лучшей стороны.

Никаких неожиданностей: nForce4 SLI (Intel Edition) – в лидерах, за исключением описанной выше ситуации, возникающей при соответствии пропускных способностей двухканальной DDR2-533 SDRAM и Quad Pumped Bus, функционирующей на частоте 1066 МГц.

Режим SLI

Одной из особенностей чипсета nForce4 SLI (Intel Edition) по сравнению с альтернативными наборами логики является реализация всех поддерживаемых 20-ти линий PCI Express посредством северного моста SPP. Сделано это в первую очередь для обеспечения возможности простого переконфигурирования линий PCI Express с целью включения SLI режима. В обычном режиме nForce4 SLI (Intel Edition) обладает одной шиной PCI Express x16 и четырьмя – PCI Express x1. При включении SLI чипсет поддерживает две шины PCI Express x8 и три – PCI Express x1, позволяя использование в системе двух PCI Express видеокарт.
В любом случае, предполагается, что на материнских платах, основанных на новом Pentium 4 наборе микросхем от NVIDIA, будет установлено два физических слота PCI Express x16, которые логически могут работать в различных режимах. Эти режимы, также как и на платах для Athlon 64 с чипсетом nForce4 SLI, будет переключаться путём установки специальной коммутирующей платы. Впрочем, некоторые производители материнских плат анонсировали решения, выбирающие режим работы шин PCI Express автоматически, в зависимости от числа установленных видеокарт.
Что касается прироста производительности, который можно получить в режиме SLI, то он уже был нами изучен в соответствующем материале. Мы же ограничимся приведением таблицы с результатами тестирования SLI в системе на базе nForce4 SLI (Intel Edition) с процессором Pentium 4 Extreme Edition 3.73 ГГц и одной, либо двумя видеокартами NVIDIA GeForce 6800 GT.

Возможности для разгона

Современные наборы логики от компании Intel, к сожалению, нельзя назвать идеальным выбором для оверклокеров. Частенько, при увеличении частоты FSB пользователи LGA775 плат, основанных на наборах логики i925/i915, сталкиваются с различными проблемами. Возникающие на пути оверклокеров препятствия связаны с капризностью блока арбитража чипсетов Intel, который не справляется с некоторыми комбинациями частот шин FSB и PCI Express.
С выходом материнских плат на базе NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) владельцы Pentium 4 систем смогут забыть эти проблемы. Подобно тому, как платы, основанные на nForce4 для Athlon 64 систем, могут достигать сверхвысоких частот тактового генератора, материнские платы на базе nForce4 SLI (Intel Edition) смогут стабильно работать при высоких частотах FSB. Дело в том, что все чипсеты семейства nForce4, включая и Intel Edition, обладают встроенным тактовым генератором, позволяющим без особых проблем тактовать все шины (FSB, PCI Express и PCI) в системе полностью асинхронно. При этом никаких трудностей с арбитражем в nForce4 не возникает.
Пока что трудно говорить о реальном разгонном потенциале серийных материнских плат, в основе которых будет использоваться набор логики nForce4 SLI (Intel Edition). Однако возможности в этом отношении у протестированной нами референсной платы внушают оптимизм. Так, данная плата позволяла изменять частоту FSB в пределах от 200 до 700 МГц с шагом в 1 МГц.
Ещё одним плюсом nForce4 SLI (Intel Edition) в глазах оверклокеров следует считать чрезвычайную гибкость контроллера памяти, способного тактовать DDR2 SDRAM с очень большим выбором частот. То есть, в случае с nForce4 SLI (Intel Edition) дело не ограничивается несколькими делителями для частоты шины памяти. Этот чипсет предлагает гораздо более широкие возможности. Например, эталонная плата на базе этого чипсета позволяет устанавливать на памяти произвольные частоты в пределах от 400 до 900 МГц c шагом в 10-20 МГц.
Некоторых энтузиастов порадует также и тот факт, что хорошо знакомая по платам на базе чипсетов nForce3/nForce4 утилита nTune работает и на материнских платах с чипсетом nForce4 SLI (Intel Edition). Возможности nTune достаточно обширны. Среди основных её функций следует отметить следующие возможности: аппаратный мониторинг, изменение частот FSB и PCI Express из операционной системы, настройка таймингов памяти, установка напряжения на памяти, управление скоростями вращения вентиляторов, обновление системного BIOS и пр.


Serial ATA контроллер

Также как и nForce4 для процессоров Athlon 64, набор логики nForce4 SLI (Intel Edition) обладает Parallel ATA контроллером с поддержкой двух каналов ATA-133 и двумя Serial ATA-II контроллерами на два порта каждый. Такое разделение портов между несколькими независимыми ATA контроллерами, как мы уже убедились на примере обычного nForce4, позволяет увеличить производительность при обмене данными с жёсткими дисками.


Serial ATA-II контроллеры nForce4 SLI (Intel Edition) поддерживают полный набор современных характеристик: скорость портов 3 Гбита/с, поддержку NCQ и возможность горячего подключения винчестеров. Помимо этого ATA контроллеры рассматриваемого чипсета позволяют создавать и RAID массивы уровней 0, 1, 0+1 и 5. При этом в отличие от конкурирующих продуктов, в один массив могут быть объединены диски, подключенные к разным контроллерам и имеющие различные интерфейсы.
Управление RAID массивами на платах, основанных на nForce4 SLI (Intel Edition) может выполняться как через BIOS, так и с использованием специальной утилиты MediaShield (ранее эта программа называлась nvRAID). Программа MediaShield предоставляет возможность формировать, конвертировать и расформировывать RAID массивы непосредственно из среды Windows. Также, это программное средство выполняет и мониторинг состояния имеющихся в системе массивов.

Для того чтобы оценить уровень производительности, который демонстрируют Serial ATA контроллеры nForce4 SLI (Intel Edition), мы измерили скорость работы массива RAID 0, составленного из двух жёстких дисков Western Digital Raptor WD740GD. Результаты тестирования сравнивались с аналогичными показателями, полученными при испытании аналогичного массива на платах с другими наборами логики.
Для измерений в первую очередь мы воспользовались HDD Suite теста PCMark04:

Как видим, nForce4 SLI (Intel Edition) проигрывает чипсетам от Intel во всех подтестах, кроме файлового копирования. Очевидно, что двухканальность Serial ATA контроллера чипсета от NVIDIA мало помогает против мощных алгоритмов буферизации, реализованных в Intel Application Accelerator.
Впрочем, при измерении линейной скорости чтения и записи результаты получаются несколько иными:

Как видим в случаях, когда алгоритмы буферизации бесполезны, то есть при измерении скорости линейного чтения и записи, двухканальный Serial ATA контроллер nForce4 SLI (Intel Edition) способен демонстрировать гораздо лучшие результаты, чем Serial ATA контроллеры конкурирующих продуктов.
Коли уж речь зашла о работе RAID массивов, необходимо отдельно упомянуть и тот факт, что nForce4 SLI (Intel Edition), в отличие от своего предшественника для Athlon 64 систем, приобрёл поддержку массивов уровня RAID 5. В таких массивах, помимо распределения данных по нескольким дискам, сохраняется и избыточная информация, позволяющая восстановить данные при отказе одного из дисков. В конкретной реализации RAID 5, использующей три диска, к каждым двум блокам данных добавляется третий, содержащий информацию о чётности и формирующийся из первых двух операцией XOR. Блоки с информацией о чётности данных при этом "размазаны" по всем трём дискам, чтобы нагрузка на них была равномерной.


Массивы RAID 5 позиционируются как альтернатива RAID 0+1, требующая использования меньшего количества дисков. В теории, RAID 5 обеспечивает надёжность хранения информации при меньших потерях доступного дискового пространства и высокой скорости работы. Действительно, в RAID 5 массиве из трёх дисков для хранения данных отводится объём, равный двум третям общей суммарной ёмкости винчестеров.
Впрочем, качественная реализация RAID 5 требует дополнительных вычислительных мощностей. Например, профессиональные контроллеры, поддерживающие RAID 5, оборудуются специализированным RISC процессором, занятым вычислением XOR данных в реальном времени. Поэтому, выяснить реальную производительность RAID 5 массивов, поддерживаемых чипсетными Serial ATA контроллерами, было бы весьма интересно. Для проведения соответствующих опытов мы сформировали RAID 5 массив из трёх дисков Western Digital Raptor WD740GD. Полученные результаты приводятся на графиках:

Честно говоря, полученные результаты просто обескураживают. RAID 5 массивы, формируемые посредством чипсетных контроллеров демонстрируют крайне низкую скорость работы.

Измерение скоростей линейного чтения и записи вносит в картину некоторую ясность. Проблема реализации RAID 5 в современных чипсетах заключается в катастрофически низкой скорости записи данных, ограничиваемой необходимостью проведения с записываемыми данными операции XOR в реальном времени.
Таким образом, массивы уровня RAID 5, поддерживаемые в nForce4 SLI (Intel Edition), как, впрочем и в i955X, могут быть интересны разве только с точки зрения экономии дискового пространства и могут применяться лишь в тех случаях, когда скорость массива не является приоритетной характеристикой. Так что массивы уровней RAID 1 и RAID 0+1 с появлением RAID 5 явно своей актуальности не утратят.

Сетевой контроллер

Продвинутый гигабитный сетевой контроллер, реализованный в чипсетах NVIDIA для Athlon 64 систем, нашёл применение и в новом наборе логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition). Особенностью этого контроллера, разработанного NVIDIA совместно с компанией 3Com, является встроенное средство сетевой защиты ActiveArmor. Именно наличие ActiveArmor и определяет преимущество встроенного в nForce4 сетевого контроллера над конкурирующими решениями. Дело в том, что блок ActiveArmor, содержащийся в чипсете, может взять на себя часть функций программы-брандмауэра (Firewall).
На практике это означает, что поставляемая в комплекте с платами на базе nForce4 SLI (Intel Edition) программа NVIDIA Firewall должна загружать центральный процессор по минимуму. В то время как распространённые программные Firewall могут значительно использовать ресурсы центрального процессора для сортировки сетевых пакетов, NVIDIA Firewall те же самые операции выполняет посредством чипсетного блока ActiveArmor, в результате чего мощности CPU остаются свободными для выполнения иных операций.


Фактически, в случае использования NVIDIA Firewall на процессор возлагается лишь нагрузка, связанная с подстройкой параметров аппаратного ActiveArmor. Вся же основная работа по обработке и сортировке сетевых пакетов поручается MCP.
Управление программно-аппаратным комплексом NVIDIA Firewall осуществляется посредством web-оболочки, напоминающей средства для конфигурирования аппаратных брандмауэров. Для работы этой оболочки необходим web-сервер Apache, который устанавливается при инсталляции программного обеспечения для встроенного сетевого контроллера nForce4. Благодаря этому NVIDIA Firewall допускает и удалённое администрирование.

Однако, всё это в теории. На практике же эффективность NVIDIA Firewall, работающего в паре с чипсетным движком ActiveArmor, была нами продемонстрирована ещё при тестировании набора логики NVIDIA nForce4 Ultra. При испытаниях nForce4 SLI (Intel Edition) мы хотели повторить этот эксперимент, однако, тут нас ожидало разочарование. К сожалению, текущая версия NVIDIA Firewall пока не совместима с MCP чипсета nForce4 SLI (Intel Edition). Поэтому, в данный момент задействовать ActiveArmor на nForce4 SLI (Intel Edition) возможным не представляется. Соответственно, ни о каком снижении загрузки процессора при использовании специализированного Firewall от NVIDIA говорить не приходится. Впрочем, есть надежда, что будущие версии NVIDIA Firewall указанную проблему устранят.
Что же касается "чистой" скорости работы гигабитного контроллера, интегрированного в MCP набора логики nForce4 SLI (Intel Edition), то она находится на уровне скоростей лучших PCI Express гигабитных сетевых контроллеров.

Измерения, сделанные нами при использовании утилиты NTttcp из Microsoft Windows DDK, показывают и достаточно низкий уровень загрузки процессора при работе встроенного в MCP сетевого контроллера.

USB

Южный мост набора логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) поддерживает десять портов USB 2.0. Таким образом, по количеству таких портов чипсет от NVIDIA – лидер. Даже новый i955X располагает лишь восемью портами USB 2.0.
Что же касается их реальной скорости, то для её оценки мы при помощи утилиты AIDA32 измерили пропускную способность и загрузку процессора при обмене данными с USB 2.0 жёстким диском Maxtor OneTouch 250GB.

Как видим, производительность шины USB 2.0 в наборе логики nForce4 SLI (Intel Edition) находится на нормальном уровне, а при передаче данных от контроллера к устройству чипсет от NVIDIA демонстрирует наилучшую скорость.

Интегрированный звук

Звуковое решение, встроенное в современные чипсеты от NVIDIA, – это их слабое место. С тех пор, как NVIDIA заменила в своих наборах логики собственный аудиопроцессор SoundStorm на обычное AC97 решение, интегрированный звук от NVIDIA постоянно вызывает нарекания пользователей. Ситуация не улучшилась и с выходом nForce4 SLI (Intel Edition), поскольку в этом чипсете вновь предполагается использование AC97 звука, причём уступающего по характеристикам Intel High Definition Audio.
Пока преждевременно делать какие-либо выводы относительно качества звучания аудиорешения, интегрированного в nForce4 SLI (Intel Edition), поскольку оно будет зависеть от кодеков и реализаций звукового тракта на конкретных материнских платах. Однако, уровень загрузки процессора, создаваемый при использовании звука на nForce4 SLI (Intel Edition) мы проверить можем.

Как показывают результаты тестов, AC97 звук, реализованный в новом чипсете от NVIDIA, загружает процессор несколько сильнее, чем Intel High Definition Audio.

Общая производительность

Тестирование при частоте FSB 800 МГц

Тесты, результаты которых приведены в данном разделе, выполнялись с установленным в системах процессором Intel Pentium 4 660. То есть, в данном разделе нами будет рассмотрена производительность набора логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) при частоте FSB 800 МГц.

Результаты бенчмарков показывают, что производительность набора логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) находится на весьма достойном уровне. Фактически, этот чипсет опережает конкурирующие продукты в большем числе тестовых задач. Даже перспективный набор логики i955X не может похвастать столь же высокой производительностью, а i925XE, не имеющий поддержки DDR2-667 SDRAM, проигрывает NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) даже в случае использования последним DDR2-533 памяти. Таким образом, можно говорить о том, что победа nForce4 SLI (Intel Edition) обусловлена не столько поддержкой этим чипсетом более быстрой памяти DDR2-667, сколько более эффективной архитектурой вообще.

Тестирование при частоте FSB 1066 МГц

Вторая часть нашего тестирования была посвящена исследованию производительности при использовании процессора с частотой FSB 1066 МГц. Для этих тестов нами был применён процессор Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz.

Сразу заметим, что изменение частоты системной шины достаточно сильно сказалось на результатах. Особенно заметен рост производительности, показанный чипсетом i925X, который при частоте FSB 1066 МГц функционирует в синхронном режиме. Остальные же наборы логики, принимавшие участие в тестировании, очевидно, не оптимизированы специально под синхронный режим работы, так как в них упор делается на поддержку более быстрой памяти DDR2-667 SDRAM.
В итоге, в данном случае, набор логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) не может быть признан безоговорочным победителем. Уж очень сильную конкуренцию ему составил i925X. Однако признать тот факт, что новинка от NVIDIA выступила по крайней мере не хуже чипсетов Intel, мы обязаны.

Выводы

Долгое время среди пользователей Pentium 4 бытовало мнение о том, что лучшие наборы логики для этой платформы делает только Intel. Сегодня же мы познакомились с новым набором микросхем для этой платформы, который может поколебать эту уверенность. По большинству параметров набор логики NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) не уступает конкурирующим решениям от Intel, а по некоторым – и превосходит их.
Причём, в первую очередь это касается не производительности, хотя и по этому параметру, благодаря поддержке DDR2-667 SDRAM, NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) весьма привлекателен. Главным же преимуществом нового чипсета от NVIDIA является его функциональность. Поддержка Serial ATA II и RAID 5, наличие гигабитного сетевого контроллера с ActiveArmor, а также возможность работы с видеокартами в режиме SLI – вот основные козыри nForce4 SLI (Intel Edition) до появления серийных плат на базе i955X. Впрочем, очевидно, что и после выхода материнских плат с чипсетом i955X, набор логики NVIDIA для Pentium 4 не растеряет всей своей привлекательности, хотя бы потому, что поддержка SLI конфигураций платами на базе i955X пока что находится под большим вопросом.
В заключение, мы не можем обойти вниманием и тот факт, что NVIDIA nForce4 SLI (Intel Edition) может оказаться очень популярным чипсетом для оверклокерских систем. Пока ещё в продаже нет серийных плат на базе этого набора логики, однако имеющаяся информация позволяет нам судить о том, что эти платы смогут обеспечить беспрепятственное увеличение частоты FSB до очень высоких значений. По крайней мере, об этом говорит отсутствие проблем с разгоном у nForce4 для Athlon 64 систем, а также возможность асинхронного тактования шин PCI Express и памяти чипсетом для Pentium 4 платформ.
Так что итог таков: допустив NVIDIA до рынка Pentium 4 чипсетов, Intel теперь будет вынужден столкнуться на этом рынке с очень сильным соперником. Учитывая, что в дальнейшем NVIDIA захочет расширить свое влияние на этом рынке и предложит другие Pentium 4 чипсеты, можно ожидать, что доля чипсетов Intel может существенно уменьшиться.